JP3889229B2

JP3889229B2 - 渦電流センサ及びこの渦電流センサを用いたディスク装置

Info

Publication number: JP3889229B2
Application number: JP2001018001A
Authority: JP
Inventors: 豊内藤; 賢治古田; 恒田中; 亮中林; 敦岩永
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2000-04-13
Filing date: 2001-01-26
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2021-01-26
Also published as: JP2001356002A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性部位を含む被検査体までの距離、前記被検査体の厚さ等を測定する感度特性の優れた磁気センサを用いた渦電流センサ、並びにこの渦電流センサを用いて、ヘッドとディスク型記録媒体との距離又はディスク型記録媒体の傾きを検出するディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の渦電流センサは、空心コイルに交流電流を与えて交流磁界を誘導し、導電性部位を含む被検査体にこの交流磁界を印加して渦電流を発生させ、この渦電流によって生じる反磁界による空心コイルに鎖交する磁束変化の減少をコイル電圧の減少として検出することによって、金属の有無を検出したり、空心コイルから被検査体までの距離、被検査体の厚さ、または被検査体の透磁率を測定するものであった。
【０００３】
また、ディスク型記録媒体を記録・再生するディスク装置では、ディスク（ディスク型記録媒体）を記録・再生する際に、ディスクが記録面垂直方向に面振れすること、または記録面水平方向に偏心することがある。ディスクが面振れ・偏心を起こした場合でも、常に記録・再生ヘッドがディスクの記録トラック上を走行するようにトラッキング制御を行なう。光ディスク装置の場合には、さらに、ディスクの記録面に再生ヘッドのレンズ焦点が常に合うようにフォーカス制御を行なう。
【０００４】
しかし、ディスクは、面振・偏心以外の挙動を示すことがある。また、ディスク成形時に、そりが生じる。特に、ＤＶＤは、ＣＤなどの光ディスクに比べて、ディスク基板の厚さが薄くなっているのでディスクのそりが生じ易い。また、高記録密度化に伴って記録トラック幅が狭くなっているので、波長の短いレーザ光を用いるととともに、対物レンズの開口数ＮＡを大きくするなどして、レーザビームのスポット径をＣＤなどを再生するときよりもかなり絞り込む必要がある。このため、正常に再生するためのディスクの傾き角（チルト角）の許容量が小さくなっている。そこで、記録・再生時にディスクのそりなどによって生じるディスクの傾き角を検出して、記録・再生ヘッドの角度を調節する必要がある。
【０００５】
従来のディスク装置では、記録・再生ヘッドとディスクとの距離或いはディスクの傾きを検出するときに、光学的手段を用いて検出していた。例えば、ディスクの傾きを検出するものとして、ディスクの記録面に向き合わせてＬＥＤを配置し、さらにこのＬＥＤの左右両側に２個のフォトディテクタを配置したものがある。前記ＬＥＤからディスクの記録面に向けてレーザ光を照射したときに、前記ディスクが傾いていると、２個のフォトディテクタが検知する反射光の強さに差を生じるので、２個のフォトディテクタの受光信号の差分をとることにより、ディスクの傾きを検出する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の渦電流センサは、空心コイルを交流励磁し、被検査体に渦電流を発生させ、この渦電流によって生じる反磁界によって空心コイルのインダクタンスの減少を検出するものである。
【０００７】
しかし、この方法では、渦電流センサと被検査体のある１点との距離をピンポイントで正確に測定することが困難である。また、被検査体の浅い表面を検査する場合には渦電流の表皮深さを浅くするために、交流電流の周波数を数ＫＨｚ〜数十ＭＨｚ帯の高周波領域にする必要があるが、コイルの浮遊容量による変位電流のため、検出精度が低下するという問題が生じていた。
【０００８】
また、従来のディスク装置のように、記録・再生ヘッドとディスクとの距離或いはディスクの傾きを検出するときに、光学的手段を用いて検出するものでは、前記距離及び傾きを検出するための装置の組付けに高い精度が要求され、調整工程を含むディスク装置の製造工程が複雑になるという問題や、ディスク装置が故障した時の修理が困難になるという問題が生じていた。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、磁気センサを用いることによって、測定精度を向上させることのできる渦電流センサ、及び、この渦電流センサを用いて記録及び／又は再生ヘッドとディスク型記録媒体との距離或いはディスク型記録媒体の傾きを検出することにより、前記距離及び傾きの検出精度を向上させることができ、製造・修理が容易なディスク装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の渦電流センサは、交流電流Ｉ _ａｃ１が与えられて交流磁界を誘起し、この交流磁界によって、被検査体の導電性部位に渦電流を発生させるための所定の巻数にて巻回されたコイルと、前記コイルから所定位置離れた場所に設置された磁気センサとが、前記被検査体の同一面側に設置されており、
前記磁気センサは、磁気インピーダンス効果を有する軟磁性体を含む感磁部と、前記感磁部の素子長手方向の両端部に、駆動交流電流を与えるための電極部を有する磁気インピーダンス効果素子であり、
前記磁気インピーダンス効果素子の感磁部の素子長手方向に直流バイアス磁界を印加するための直流電流Ｉ _ｄｃを供給する直流電源と、前記交流電流Ｉ _ａｃ１を供給する交流電源とが一つの前記コイルに接続されて、前記コイルには、前記交流電流Ｉ _ａｃ１と、前記直流電流Ｉ _ｄｃとが重畳された電流が与えられることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明では、交流磁界を発生させる手段と、被検査体からの反磁界を検出する磁気センサとが独立している。
【００１２】
従って、被検査体の浅い表面を検査する場合に、渦電流の表皮深さを浅くするために交流電流の周波数を数ＫＨｚ〜数十ＭＨｚ帯の高周波領域にしたときでも、コイルの浮遊容量による変位電流のため検出精度が低下する、という問題を低減することができる。
【００１３】
磁気インピーダンス効果素子は、薄膜プロセスを用いて製造することができるので、磁気センサの大きさを非常に小さくできる。従って、被検査体表面の狭い範囲で発生する反磁界を正確に測定することができ、渦電流センサと被検査体のある１点との距離、被検査体の厚さ、または被検査体の透磁率などをピンポイントで正確に測定することが可能になる。
【００１５】
また、前記コイルの巻き中心と前記磁気インピーダンス効果素子の感磁部の中心とが同一線上に位置していると、渦電流センサと被検査体のある１点との距離、被検査体の厚さ、または被検査体の透磁率などを正確に測定することが容易になるので好ましい。このとき、前記磁気インピーダンス効果素子が、前記コイル内部の巻き中心上に設置されていることがより好ましい。
【００１７】
磁気インピーダンス効果素子は、軟磁性材料を用いて線状または略長方形の薄膜状の感磁部を形成し、この感磁部の素子長手方向に駆動交流電流を与え、感磁部両端の電圧変化を測定するだけで、外部磁界を測定することができるので、小型化が非常に容易である。すなわち、渦電流センサの小型化が非常に容易になる。
【００１８】
また、磁気インピーダンス効果素子は、小型化が容易であることに加えて、磁界検出感度が、例えば磁気抵抗効果素子の数十倍〜数百倍と、高感度である。
【００２０】
磁気インピーダンス効果素子には、素子長手方向に一定の大きさの直流バイアス磁界をかけることにより、外部磁界の変化に対する出力電圧変化の直線性を確保でき、磁界検出感度の向上を図ることができる。この直流バイアスは、例えば、磁気インピーダンス効果素子の感磁部の周囲に巻回されたコイルによって供給することができる。
【００２１】
前記磁気インピーダンス効果素子が前記コイルの巻き中心に設置され、前記コイルには、前記被検査体の導電性部位に渦電流を発生させる交流磁界を誘起させるための交流電流に、前記磁気インピーダンス効果素子の感磁部に対し素子長手方向に印加される直流バイアス磁界を発生させるための直流電流が重畳された電流が与えられると、被検査体に渦電流を発生させるためのコイルと、前述の磁気インピーダンス効果素子にかける直流バイアス磁界を誘起させるためのコイルを一つのコイルで兼用することができるので、渦電流センサの小型化が可能になる。
【００２２】
なお、前記コイルに与えられる前記交流電流Ｉ _ａｃ１の周波数と、前記磁気インピーダンス効果素子に与えられる駆動交流電流の周波数が異なることが必要である。
【００２３】
また、前記磁気インピーダンス効果素子の前記感磁部は、略長方形の軟磁性薄膜あるいは軟磁性薄帯を含むものであると製造が容易になるので好ましい。
【００２４】
また、本発明は、導電体層を有するディスク型記録媒体の記録、あるいは再生、又は、記録及び再生を行なうディスク装置であり、前記ディスク型記録媒体を前記被検査体とする前述した渦電流センサが、一個又は複数個、記録ヘッド、あるいは再生ヘッド、又は、記録ヘッド及び再生ヘッドに対して所定の位置において前記ディスク型記録媒体に対向して設置され、前記ディスク型記録媒体の導電体層に発生させた前記渦電流による反磁界の大きさを前記磁気インピーダンス効果素子によって測定することにより、前記ディスク型記録媒体と前記記録ヘッド、あるいは再生ヘッド、又は、記録及び再生ヘッドとの距離を検出することを特徴とするものである。
【００２５】
本発明では、前述した磁気センサを用いた渦電流センサによって、記録ヘッド、あるいは再生ヘッド、又は記録及び再生ヘッドとディスク型記録媒体との距離を検出するので、従来のように光学的手段を用いて前記距離を検出するものに比べると、装置の組付けに高い精度が要求されず、また、調整工程も、基本的に、基準となる距離を測定したときの磁気センサの出力強度を調節するだけでよい。
【００２６】
従って、本発明では、製造工程を簡略化できる。また、ディスク装置が故障したときなどには、設備の整った工場以外の場所で修理をすることが多くなるが、本発明では、調整工程が簡略化されているため、修理が容易になるという利点も有する。
【００２７】
また、本発明では、前記渦電流センサが、前記ディスク型記録媒体の半径方向、あるいは、タンジェンシャル方向、又は、前記半径方向及び前記タンジェンシャル方向に所定の距離を開けて複数個設置され、前記複数個の渦電流センサと前記ディスク型記録媒体の距離の差を測定することにより、記録中あるいは再生中の前記ディスク型記録媒体の傾きを検出することができる。
【００２８】
なお、本発明では、前記複数個の渦電流センサの全てが、前記記録ヘッド上、あるいは再生ヘッド上、又は、記録及び再生ヘッド上、または、前記記録ヘッド、あるいは再生ヘッド、又は、記録及び再生ヘッドが搭載されたキャリッジを有するピックアップ装置上において、前記ディスク型記録媒体に対向するように固定されていてもよいし、または、前記複数個の渦電流センサの全てが、前記記録ヘッド、あるいは再生ヘッド、又は、記録及び再生ヘッドが搭載されたキャリッジを有するピックアップ装置と接触しない場所において、前記ディスク型記録媒体に対向するように固定されていてもよい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施の形態の渦電流センサを示す斜視図である。
【００３０】
図１において本実施の形態の渦電流センサ１０は、交流電源１３から交流電流Ｉ_ac1が与えられて金属板である被検査体１１に交流磁界Ｈ（ｘ）を誘起し、この交流磁界Ｈ（ｘ）によって被検査体１１に渦電流Ｉｅを発生させる交流磁界発生手段であるコイル１２と、前記コイル１２の内部において中心軸（巻き中心）Ｃａ上に設置された磁気センサである磁気インピーダンス効果素子１５とを有している。なお、図１では、コイル１２の中心軸Ｃａを点線で示し、コイル１２の中心軸Ｃａの同軸線Ｃを一点斜線で表している。
【００３１】
コイル１２には、交流電流Ｉ_ac1を供給する交流電源１３と直流電流Ｉ_dcを供給する直流電源１４とが直列に接続されている。なお、Ｒは抵抗成分である。また、磁気インピーダンス効果素子１５には、交流電源１６から駆動交流電流Ｉ_ac2が供給され、出力電圧Ｅｍｉが取り出されている。
【００３２】
なお、図１に示した一つの実施例において、コイル１２は絶縁材料で被覆された銅線を所定の巻数にて巻回して形成されたものである。
【００３３】
また、被検査体は全体が金属によって形成されている必要はなく、渦電流が発生する導電性部位があればよい。
【００３４】
図１に示した渦電流センサの作用原理を説明する。
コイル１２に与えられた交流電流Ｉ_ac1の角周波数をω、コイル１２と被検査体１１との距離をｘ、被検査体１１の電気抵抗率をρ、被検査体１１の面垂直透磁率をμとする。
【００３５】
まず、交流電源１３から交流電流Ｉ_ac1が与えられて交流磁界が誘起される。
被検査体１１における交流磁界Ｈ（ｘ）は、（数１）で表される。
【００３６】
【数１】

【００３７】
被検査体１１における交流磁界Ｈ（ｘ）は、被検査体１１に渦電流Ｉｅを発生させる。渦電流Ｉｅによって、被検査体１１の表面から垂直に磁気インピーダンス効果素子１５に向って、反磁界Ｈｄが発生する。ここで、渦電流Ｉｅによる磁気双極子が面垂直に現れると考えると、その磁極の強さはμＩｅに比例し、長さは被検査体１１の厚さｄが、渦電流Ｉｅの表皮深さδより薄い場合はｄ、厚い場合はδと考えられる。
ここで、渦電流Ｉｅの表皮深さδは、（数２）で表される。
【００３８】
【数２】

【００３９】
ただし、ρは被検査体１１の電気抵抗率、μは被検査体１１の面垂直透磁率、ωはコイル１２に与えられた交流電流Ｉ_ac1の角周波数である。
この磁気双極子の双極子モーメントｍは（数３）又は（数４）で表される。
【００４０】
【数３】

【００４１】
【数４】

【００４２】
磁気インピーダンス効果素子１５に印加される反磁界Ｈｄは（数５）または（数６）で表される。
【００４３】
【数５】

【００４４】
【数６】

【００４５】
ここで、Ｎはコイル１２の巻数、ａはコイル１２の半径である。
【００４６】
本発明では、（数５）または（数６）を基礎にして、渦電流センサと被検査体との距離ｘを求めるときには距離ｘのみを、被検査体の厚さｄを求めるときには厚さｄのみを、変数とするようにして渦電流センサを設計する。
【００４７】
また、非接触型トルクセンサや応力センサを構成するときには、μのみを変数とするようにして渦電流センサを設計する。
【００４８】
磁気インピーダンス効果素子とは、微小交流電流をワイヤー状、リボン状、または薄膜状に形成された磁性線に印加することによって生じるインピーダンスによる出力電圧が外部印加磁界によって変化することを基本原理としている素子である。
【００４９】
図２は、図１で示された渦電流センサに用いられた磁気インピーダンス効果素子１５の斜視図である。図２の磁気インピーダンス効果素子１５は、結晶化ガラス、Ａｌ₂Ｏ₃など絶縁性の非磁性材料からなる基板２１上に、軟磁性材料をスパッタ法や蒸着法などによって、薄膜形成することにより形成された感磁部２２、および感磁部２２の両端部にＣｕなどの導電性材料により形成された電極部２３，２３によって構成されている。感磁部２２は、一つの実施例において、略長方形状または線状にパターン形成されている。或いは、感磁部２２は、出力を大きくするためにＵ字型またはジグザグ状などにパターン形成されてもよい。
【００５０】
感磁部２２は、例えば、組成式がＦｅ_71.4Ａｌ_5.8Ｓｉ_13.1Ｈｆ_3.3Ｃ_4.5Ｒｕ_1.9（ａｔ％）で表される、ｂｃｃ−Ｆｅの結晶粒を主体とし、ｂｃｃ−Ｆｅの周囲にＨｆＣの結晶粒が存在する結晶粒径５〜３０ｎｍの微結晶軟磁性合金薄膜である。この軟磁性合金は、透磁率が高く、外部磁界に対する感度も良好であり、また耐環境性にも優れるものである。
【００５１】
なお、基板２１は結晶化ガラス、Ｓｉ、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ホウケイ酸ガラスなどで形成されている。
【００５２】
電極部２３はＣｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒなどの導電性材料からなる。
なお、本実施の形態では、感磁部２２は単層の軟磁性薄膜として形成されているが、感磁部２２は図２の形態に限るものではなく、例えば、絶縁層を介して複数層の軟磁性薄膜が積層されたものでもよい。また、感磁部２２は、軟磁性薄帯を含むものでもよい。
【００５３】
図２の磁気インピーダンス効果素子１５に電極部２３，２３から素子長手方向（Ｘ方向）に駆動交流電流Ｉ_ac2を与え、感磁部２２を素子幅方向（Ｙ方向）に励磁する。
【００５４】
この状態で、外部磁界Ｈｅｘが素子長手方向に印加されると、駆動交流電流Ｉ_ac2が感磁部２２の表面近くを流れようとする「表皮効果」が変化し、感磁部２２のインピーダンスが変化する。感磁部２２のインピーダンス変化を、電極部２３，２３間の電圧の変化として取り出す。
【００５５】
図２に加えて図１を参照して磁気インピーダンス効果素子１５の作用を説明する。コイル１２の内部において中心軸（巻き中心）Ｃａ上に、感磁部２２の中心が位置している。図１において、磁気インピーダンス効果素子１５に交流電源１６からＭＨｚ帯域の交流電流Ｉ_ac2を印加している状態で、磁気インピーダンス効果素子１５の感磁部２２の素子長さ方向に外部磁界Ｈｅｘが印加されると、感磁部２２の両端に素材固有のインピーダンスによる出力電圧Ｅｍｉが発生し、出力電圧Ｅｍｉの振幅が外部磁界Ｈｅｘの強度に対応して数１０％の範囲で変化する。出力電圧Ｅｍｉは、電極部２３，２３を介して取り出される。
【００５６】
本実施の形態の渦電流センサのように、磁気センサとして、感磁部２２の素子長手方向の延長線上に被検査体１１が位置するようにコイル１２の中心軸Ｃ上に設置された磁気インピーダンス効果素子を用いると、感磁部２２両端の電圧変化を測定するだけで、反磁界Ｈｄを測定することができるので、渦電流センサの小型化が非常に容易になる。
【００５７】
また、磁気インピーダンス効果素子１５は、１０^-5Ｏｅ程度の高分解能を有する微弱磁界センサが得られるという特性や、数ＭＨｚ以上の励磁が可能であるために数百ＭＨｚの高周波励磁を振幅変調のキャリアとして自由に使用でき、磁界センサとして使用するときに、遮断周波数を１０ＭＨｚ以上に設定することが容易であるという特性や、消費電力を１０ｍＷ以下にすることができるという特性を持つ。
【００５８】
磁気インピーダンス効果素子１５の磁界検出感度は、例えば磁気抵抗効果素子の数十倍〜数百倍と、高感度である。
【００５９】
なお、磁気センサとして磁気インピーダンス効果素子１５を用いて反磁界Ｈｄの大きさを測定するときには、コイル１２に与えられる渦電流発生用の交流電流Ｉ_ac1の周波数と、磁気インピーダンス効果素子１５に与えられる駆動交流電流Ｉ_ac2の周波数が異なることが必要である。
【００６０】
また、磁気インピーダンス効果素子における、外部磁界依存性のインピーダンス変化の直線性を向上させるために、磁気インピーダンス効果素子の感磁部に直流のバイアス磁界を与えることが有効である。
【００６１】
図３は、磁気インピーダンス効果素子の磁気インピーダンス効果特性を示すグラフである。
【００６２】
磁気インピーダンス効果素子を用いて感磁部に駆動交流電源から駆動交流電流を与えた状態で、外部磁界Ｈｅｘを、磁気インピーダンス効果素子の素子長手方向に印加する。印加した外部磁界Ｈｅｘの大きさを変化させつつ、出力電圧Ｅｍｉを測定すると図３のようなグラフが得られる。
【００６３】
図３の磁気インピーダンス効果特性を示すグラフは、外部磁界Ｈｅｘの大きさがＨｐ₊あるいはＨｐ_-であるときの出力電圧Ｅｍｉの値を示す点を頂点とする双峰形状をなしている。また、Ｈｐ₊とＨｐ_-の絶対値の大きさは、ほとんど等しい。
【００６４】
図３をみると、外部磁界Ｈｅｘの大きさがＨｐ₊、あるいはＨｐ_-に近づくにつれて、出力電圧Ｅｍｉの変化率が大きくなっている。すなわち、外部磁界Ｈｅｘの検出感度は、外部磁界Ｈｅｘの大きさがＨｐ₊あるいはＨｐ_-付近にあるときに良好になる。一方、外部磁界Ｈｅｘの大きさが０付近であるときの、出力電圧Ｅｍｉの変化率は小さく、外部磁界Ｈｅｘの検出感度が低い。
【００６５】
したがって、磁気インピーダンス効果素子を磁気センサとして用いるときには、外部磁界Ｈｅｘ＝０付近における外部磁界Ｈｅｘの検出感度を良好にするために、磁気インピーダンス効果素子の感磁部の素子長手方向に、例えば、大きさＨ_B1あるいは、Ｈ_B2の直流のバイアス磁界を印加して、磁気インピーダンス効果特性を示すグラフを、外部磁界Ｈｅｘの軸方向にシフトさせ、出力電圧の変化率が大きい部分が、外部磁界Ｈｅｘ＝０の軸上に来るようにすることが好ましい。
【００６６】
磁気インピーダンス効果素子の感磁部に直流のバイアス磁界を印加する方法として、本実施の形態では、図１のように、磁気インピーダンス効果素子１５の周囲に巻回されている、被検査体１１に渦電流Ｉｅを発生させる交流磁界Ｈを発生させるためのコイル１２に流されている交流電流Ｉ_ac1に、直流電流Ｉ_dcを重畳させることにより、直流のバイアス磁界Ｈ_Bを発生させて、磁気インピーダンス効果素子１５の感磁部の素子長手方向に印加することができる。
【００６７】
このように、本発明では、被検査体１１に渦電流Ｉｅを発生させるためのコイルと、磁気インピーダンス効果素子１５の感磁部に直流バイアス磁界をかけるためのコイルを一つのコイル１２で兼用することができるので、渦電流センサの小型化が可能になる。
【００６８】
磁気インピーダンス効果素子の感磁部には、前述のような、軟磁性薄膜を用いることが好ましいが、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系のアモルファスのワイヤーを用いてもよい。しかし、アモルファスワイヤーは、交流電流を流すための配線材を接続するための電極部の形成が困難であること、数十μｍの径のワイヤーは、曲がりやすく、素子の位置合わせが困難であること、または、壊れやすいことといった問題点もある。
【００６９】
磁気インピーダンス効果素子の感磁部を、軟磁性薄膜や軟磁性薄帯で構成すると、前記感磁部を任意の厚さや幅、長さで形成することを可能にし、上記の問題点を解決することができるので好ましい。
【００７０】
磁気インピーダンス効果素子１５の感磁部２２は、上述した軟磁性材料以外の軟磁性材料を用いて形成することができる。
【００７１】
ただし、磁気インピーダンス効果素子１５の感磁部２２を、１ＭＨｚ〜数百ＭＨｚの高周波領域における透磁率μが高く、磁歪定数λが小さい軟磁気特性を備えた強磁性体の薄膜を有するものとして形成するために、感磁部２２は以下に示すような微結晶軟磁性合金薄膜を有することが好ましい。
【００７２】
１．組成式が、Ｔ_100-d-e-f-gＸ_dＭ_eＺ_fＱ_gで表され、ｂｃｃ−Ｆｅ、ｂｃｃ−ＦｅＣｏ、ｂｃｃ−Ｃｏの１種または２種以上の結晶粒と元素Ｍの炭化物もしくは窒化物の結晶粒を主体とした平均結晶粒径３０ｎｍ以下の微結晶軟磁性合金薄膜。
【００７３】
ただし、元素Ｔは、Ｆｅ、Ｃｏのうちどちらか一方あるいは両方を含む元素であり、元素Ｘは、Ｓｉ、Ａｌのうちどちらか一方あるいは両方を含む元素であり、元素Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗから選ばれる１種または２種以上の元素であり、元素Ｚは、Ｃ、Ｎのうちどちらか一方あるいは両方を含む元素であり、Ｑは、Ｃｒ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｕから選ばれる１種または２種以上の元素であり、ｄ、ｅ、ｆ、ｇはａｔ％で、０≦ｄ≦２５、１≦ｅ≦１０、０．５≦ｆ≦１５、０≦ｇ≦１０の関係を満足するもの。
【００７４】
２．組成式が、Ｔ_{100-p-q-e-f-g}Ｓｉ_pＡｌ_qＭ_eＺ_fＱ_gで表され、ｂｃｃ−Ｆｅ、ｂｃｃ−ＦｅＣｏ、ｂｃｃ−Ｃｏの１種または２種以上の結晶粒と元素Ｍの炭化物もしくは窒化物の結晶粒を主体とした平均結晶粒径３０ｎｍ以下の微結晶軟磁性合金薄膜。
【００７５】
ただし、元素Ｔは、Ｆｅ、Ｃｏのうちどちらか一方あるいは両方を含む元素であり、元素Ｍは、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗから選ばれる１種または２種以上の元素であり、元素Ｚは、Ｃ、Ｎのうちどちらか一方あるいは両方を含む元素であり、Ｑは、Ｃｒ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｕから選ばれる１種または２種以上の元素であり、ｐ、ｑ、ｅ、ｆ、ｇはａｔ％で、８≦ｐ≦１５、０≦ｑ≦１０、１≦ｅ≦１０、０．５≦ｆ≦１５、０≦ｇ≦１０の関係を満足するもの。
【００７６】
これらの軟磁性合金薄膜はスパッタ法や蒸着法などの薄膜形成手段によって好ましく形成されるものであり、等方的でかつ軟磁気特性の良好な軟磁性合金薄膜を提供できるので、磁気インピーダンス効果素子の小型化や高性能化を容易にすることができる。
【００７７】
ただし、本発明に用いる磁気インピーダンス効果素子の感磁部をここに示した組成以外の軟磁性合金薄膜を用いて形成してもかまわない。
【００７８】
磁気インピーダンス効果素子は、薄膜プロセスを用いて製造することができるので、磁気センサの大きさを非常に小さくできる。従って、被検査体表面の狭い範囲で発生する反磁界を正確に測定することができ、渦電流センサと被検査体のある１点との距離、被検査体の厚さ、または被検査体の透磁率などをピンポイントで正確に測定することが可能になる。
【００７９】
なお、磁気センサは、必ずしも、図１のコイル１２の中心軸Ｃａ上に位置しなければならないものではなく、コイル１２から所定位置離れた場所に設置されてもかまわない。
【００８０】
たとえば、図１に示すように、磁気インピーダンス効果素子１７をコイル１２から所定位置離れた場所に設置したとする。図１では、磁気インピーダンス効果素子１７の配線は省略している。
【００８１】
磁気インピーダンス効果素子１７は、コイル１２に流されるコイル１２の中心軸Ｃａから被検査体１１表面におろされた垂線（中心軸Ｃａの同軸線Ｃ）との交点Ｃ１、すなわち交流電流Ｉ_ac1によって被検査体１１に誘起された交流磁界Ｈによって発生した渦電流Ｉｅの中心からの距離がｒで、磁気インピーダンス効果素子１７と交点Ｃ１を結ぶ直線と同軸線Ｃとの角度がθとなる位置に設置されている。
【００８２】
ただし、一つの磁気インピーダンス効果素子１７からの出力のみで、距離ｒと角度θのそれぞれを正確に検出することはできない。したがって、検出誤差を小さくするためには、角度θはできる限り小さいことが好ましい。最も好ましいのは、θ＝０度、すなわち磁気インピーダンス効果素子がコイル１２の中心軸Ｃａ上又は同軸線Ｃ上に設置されることである。
【００８３】
磁気インピーダンス効果素子などの磁気センサが、コイル１２の中心軸Ｃａまたは同軸線Ｃ上に設置されると、すなわち、前記コイルの巻き中心と前記磁気センサの検出部の中心とが同一線上に位置していると、渦電流センサと被検査体のある１点との距離、被検査体の厚さ、または被検査体の透磁率などを正確に測定することが容易になるので好ましい。
【００８４】
このとき、磁気センサが、図１の磁気インピーダンス効果素子１５のように、コイル１２内部の中心軸Ｃａ上に設置されていると、コイル１２から被検査体１１までの距離と被検査体１１から磁気センサまでの距離が等しくなるので、検出された反磁界Ｈｄの大きさから、渦電流センサと被検査体のある１点との距離、被検査体の厚さなどを求めるための計算が簡易化されるのでより好ましい。
【００８５】
または、２つ以上の渦電流センサを用いて、距離ｒと角度θを検出してもよい。
【００８６】
本発明では、交流磁界Ｈを発生させるコイル１２と、被検査体１１からの反磁界Ｈｄを直接検出する磁気センサとが独立している。
【００８７】
従って、被検査体１１の浅い表面を検査する場合に、渦電流Ｉｅの表皮深さδを浅くするために交流電流Ｉ_ac1の周波数を数ＫＨｚ〜数十ＭＨｚ帯の高周波領域にしたときでも、コイル１２の浮遊容量による変位電流のため、検出精度が低下するという問題を低減することができる。
【００８９】
図４（参考例）では、交流電源１３から交流電流Ｉａｃが与えられて交流磁界Ｈを誘起し、この交流磁界Ｈによって金属板である被検査体１１に渦電流Ｉｅを発生させる交流磁界発生手段であるコイル１２と、磁気センサである磁気インピーダンス効果素子１５とが、被検査体１１を介して対向している。なお、図１では、コイル１２の中心軸Ｃａを点線で示し、コイル１２の中心軸Ｃａの同軸線Ｃを一点斜線で表している。
【００９０】
図４に示される本発明の一つの実施の形態においては、コイル１２は絶縁材料で被覆された銅線を所定の巻数にて巻回して形成されたものであり、磁気インピーダンス効果素子１５は、コイル１２の中心軸Ｃａの同軸線Ｃ上に設置されている。すなわち、コイル１２の中心軸Ｃａの同軸線Ｃ上に、感磁部２２の中心が位置している。交流電源１３からコイル１２に交流電流Ｉ_ac1が与えられて、交流磁界Ｈが誘起される。被検査体１１における交流磁界Ｈは、被検査体１１に渦電流Ｉｅを発生させる。渦電流Ｉｅによって、被検査体１１の表面から垂直に磁気インピーダンス効果素子１５に向って、反磁界Ｈｄが発生する。磁気インピーダンス効果素子１５に印加される反磁界Ｈｄの大きさを検出し、反磁界Ｈｄの大きさから磁気インピーダンス効果素子１５と被検査体１１との距離、被検査体１１の厚さ、または被検査体１１の透磁率などを求める。
【００９１】
図４の渦電流センサにおいても、磁気インピーダンス効果素子１５に交流電源１６からＭＨｚ帯域の交流電流Ｉ_ac2を印加している状態で、磁気インピーダンス効果素子１５の感磁部（図４では図示せず）の素子長さ方向に反磁界Ｈｄが印加されると、感磁部両端のインピーダンスが変化する。感磁部両端のインピーダンス変化を、感磁部両端に取付けられた電極（図４では図示せず）を介して出力電圧Ｅｍｉの変化として取り出し、出力電圧Ｅｍｉの変化から磁気インピーダンス効果素子１５に印加された反磁界Ｈｄの大きさを求める。
【００９２】
なお、磁気センサとして磁気インピーダンス効果素子１５を用いて反磁界Ｈｄの大きさを測定するときには、コイル１２に与えられる渦電流発生用の交流電流Ｉ_ac1の周波数と、磁気インピーダンス効果素子１５に与えられる駆動交流電流Ｉ_ac2の周波数が異なることが必要である。
【００９３】
前述のように、磁気インピーダンス効果素子１５の感磁部には、素子長手方向の直流のバイアス磁界を印加することが好ましい。本実施の形態では、図４のように、磁気インピーダンス効果素子１５の周囲に巻回されているコイル１９に直流電源１８から直流電流Ｉｄｃを流すことにより、直流のバイアス磁界を発生させて、磁気インピーダンス効果素子１５の感磁部の素子長手方向に印加することができる。
【００９４】
図５は、本発明のディスク装置の実施の形態を示す側面図であり、光ピックアップ装置に搭載された光ヘッドがディスクの最外周に位置している状態を示している。
【００９５】
光ピックアップ装置３１には、キャリッジ３２上にＤＶＤ用の光ヘッド３３が設けられている。なお、図５には図示しないがキャリッジ３２上にはＣＤ用の光ヘッドも設けられている。キャリッジ３２は、光ディスクＤの径方向へ延びる駆動軸３４とガイドバー（図示せず）によって光ディスクＤの径方向に移動自在に支持されている。駆動軸３４とガイドバーは平行に設けられ、駆動軸３４の両端とガイドバーの両端は、支持体３５ａ，３５ｂによって支持されている。支持体３５ａは光ディスクＤの回転中心よりもＸ軸方向でキャリッジ３２と反対側へずらして設けられ、支持体３５ｂは光ディスクＤの外周縁部近傍に設けられている。また支持体３５ａ，３５ｂは、光ピックアップ装置３１の図示しない機構シャーシ上に固定されている。
【００９６】
前記駆動軸３４の一端にはスレッドモータ３６が設けられており、スレッドモータ３６の回転駆動力によってキャリッジ３２がディスクＤの半径方向へ移動させられる。このとき光ヘッド３３は、光ディスクＤの内周と外周との間を前記ガイドバーに支持されて光ディスクＤに対して水平状態を保ちながら移動させられる。
【００９７】
支持体３５ａには、光ディスクＤの回転中心側へ突出する固定部３７が設けられ、この固定部３７には光ディスクＤを回転駆動させるためのスピンドルモータ３８が設けられる。スピンドルモータ３８には、垂直上方へモータ軸３９が突出して設けられており、このモータ軸３９の先端に光ディスクＤを載置するターンテーブル４０が設けられる。
【００９８】
これにより、光ピックアップ装置３１にＤＶＤ用の光ディスクが装填され、ターンテーブル４０に載置されると、光ヘッド３３側が作動し、またＣＤ用の光ディスクが装填され、ターンテーブル４０に載置されると、前述した図示しないＣＤ用の光ヘッド側が作動する。
【００９９】
なお、それぞれのＤＶＤ用の光ヘッド３３とＣＤ用の光ヘッドには、それぞれの対物レンズをディスク面に平行な方向へ微動させるトラッキング補正手段と、前記対物レンズをディスク面と垂直な方向へ微動させるフォーカシング補正手段が設けられている。
【０１００】
図５に示された本発明の一つの実施の形態では、図１に示された直流電流Ｉｄｃが重畳された交流電流Ｉ_ac1が与えられるコイル１２とコイル１２の中心軸Ｃａ上に設置された磁気インピーダンス効果素子１５を有する渦電流センサ１０ａ、１０ｂを、ディスクＤの記録面Ｄ１に対向させ、かつディスクＤの半径方向（Ｘ方向）に所定の距離を開けて設置している。なお、本実施の形態では、渦電流センサ１０ａ、１０ｂは光ヘッド３３上に搭載されている。
【０１０１】
ディスクＤには、レーザ光を反射するために金属層が形成されている、この金属層は例えばＡｌを用いて厚さ１００〜２００ｎｍで形成されている。従って、ディスクＤに、渦電流センサ１０ａ、１０ｂから交流磁界が与えられると、前記金属層に渦電流が発生し、さらに反磁界が生じる。すなわち、渦電流センサ１０ａ、１０ｂを用いて、渦電流センサ１０ａとディスクＤとの距離Ｚ_１及び渦電流センサ１０ｂとディスクＤとの距離Ｚ_２とをそれぞれ測定することができる。さらに距離Ｚ_１と距離Ｚ_２の差の変化を検出することにより、記録中、又は再生中のディスクＤの半径方向の傾きを検出することができる。
【０１０２】
また、渦電流センサは、ディスクＤの記録面Ｄ１側に対向する位置ではなく、図５に示される渦電流センサ１０ｃ、１０ｄのように、ディスクＤの記録面Ｄ１の反対面Ｄ２に対向させられ、かつディスクＤの半径方向（Ｘ方向）に所定の距離を開けて設置されてもよい。なお、本実施の形態では、渦電流センサ１０ｃ、１０ｄはそれぞれ固定支持部４１及び４２を介して図示しない機構シャーシ上に固定されている。渦電流センサ１０ｃ、１０ｄを用いて、渦電流センサ１０ｃとディスクＤとの距離Ｚ_３及び渦電流センサ１０ｄとディスクＤとの距離Ｚ_４とをそれぞれ測定することができる。距離Ｚ_３と距離Ｚ_４の差の変化を検出することにより、記録中、又は再生中のディスクＤの傾きを検出することができる。
【０１０３】
渦電流センサ１０ｃ、渦電流センサ１０ｄは、それぞれディスクＤの最外周部付近、最内周部付近に設置されている。渦電流センサ１０ｃと渦電流センサ１０ｄとのディスクＤの半径方向の距離が大きくなると、ディスクＤの半径方向の傾きを精度よく検出できるようになる。
【０１０４】
図５では、渦電流センサをディスクＤの記録面Ｄ１側に２個設けているが、３個以上の渦電流センサが、ディスクＤの半径方向（Ｘ方向）に所定の距離を開けて設置されてもよい。また、渦電流センサをディスクＤの反対面Ｄ２側に３個以上の渦電流センサが、ディスクＤの半径方向（Ｘ方向）に所定の距離を開けて設置されてもよい。
【０１０５】
また、渦電流センサは、キャリッジ３２上に設置されてもよいし、また、キャリッジ３２の移動を妨げない場所であれば、ピックアップ装置と接触しない任意の場所においてディスクＤに対向するように固定されていてもよい。
【０１０６】
また、複数個の渦電流センサの全てをディスクＤの記録面Ｄ１側に対向させて設置してもよいし、また、複数個の渦電流センサの全てをディスクＤの反対面Ｄ２側に対向させて設置してもよい。
【０１０７】
或いは、複数個の渦電流センサのうち一部をディスクＤの記録面Ｄ１側に対向させて設置し、残りの渦電流センサをディスクＤの反対面Ｄ２側に対向させて設置してもよい。
【０１０８】
図５では、渦電流センサ１０ａ及び１０ｂ、又は渦電流センサ１０ｃ及び１０ｄは、ディスクＤの記録面Ｄ１又は反対面Ｄ２に対向させられ、かつディスクＤの半径方向（Ｘ方向）に所定の距離を開けて設置されている。
【０１０９】
本発明では、渦電流センサを、ディスクＤの半径方向（Ｘ方向）に所定の距離を開けて設置するだけでなく、図６に示される渦電流センサ１０ｅ及び１０ｆのように、ディスクＤのタンジェンシャル方向（Ｙ方向）に所定の距離を開けて設置することができる。渦電流センサ１０ｅとディスクＤとの距離及び渦電流センサ１０ｆとディスクＤとの距離をそれぞれ測定し、その差の変化を検出することにより、記録中、又は再生中のディスクＤのタンジェンシャル方向の傾きを検出することができる。
【０１１０】
渦電流センサ１０ｅ及び１０ｆは、キャリッジ３２の移動を妨げない場所であれば、任意の場所においてディスクＤに対向するように固定されてよい。
【０１１１】
また、ディスクＤの半径方向（Ｘ方向）に所定の距離を開けて設置された渦電流センサ１０ｃ及び１０ｄによって検出されたディスクＤの半径方向の傾きの値と、渦電流センサ１０ｅ及び１０ｆによって検出されたディスクＤのタンジェンシャル方向の傾きの値とをベクトル的に組み合わせることによってディスクＤの全ての方向の傾きを検出することができる。
【０１１２】
また、図５において、渦電流センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、または１０ｄを設置する位置を、光ヘッド３３に対して所定の位置とすると、渦電流センサ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、又は１０ｄとディスクＤとの距離を測定することによって、ディスクＤと光ヘッド３３との距離Ｚ₅を検出することができる。
【０１１３】
本実施の形態のディスク装置では、磁気インピーダンス効果素子を用いた渦電流センサ１０ａ及び１０ｂ、１０ｃ及び１０ｄ、又は１０ｅ及び１０ｆによって、ディスクＤとの距離を検出し、さらにディスクＤの傾きを検出するので、従来のように光学的手段を用いてディスクＤの傾きを検出するものに比べると、装置の組付けに高い精度が要求されず、また、調整工程も、基本的に、基準となる距離を測定したときの磁気インピーダンス効果素子の出力強度を調節するだけでよい。
【０１１４】
従って、本発明では、製造工程を簡略化できる。また、ディスク装置が故障した時でも、本発明では、調整工程が簡略化されているため、修理が容易になるという利点も有する。
【０１１５】
また、渦電流センサとディスクＤとの距離を測るときに、ディスクＤに交流磁界を印加して渦電流を発生させ、反磁界を測定するという非常に単純な工程しか含まれないので、ディスクＤとの距離及びディスクＤの傾きの測定精度が上がる。
【０１１６】
また光ヘッドは、上記のように２つに限られるものではなく、光ヘッド３３のみを１つだけ搭載してもよくあるいは３つ以上搭載してもよい。
【０１１７】
本実施の形態では、本発明の一例として、ＤＶＤ用光ヘッドとＣＤ用光ヘッドとを搭載しているディスク装置について説明した。ＣＤ用光ヘッドには、再生専用タイプのＣＤ−ＲＯＭ用再生ヘッド、追記タイプ又は書換タイプのＣＤ−Ｒ又はＣＤ−ＲＷ用再生及び記録ヘッドなど、ＤＶＤ用光ヘッドには、再生専用タイプのＤＶＤ−ＲＯＭ用再生ヘッド、追記タイプ又は書換タイプのＤＶＤ−Ｒ又はＤＶＤ−ＲＡＭ用再生及び記録ヘッドなど様々なタイプのものがあり、これらを適宜組合わせて構成することができる。
【０１１８】
またＣＤやＤＶＤに対応したディスク装置に限らず、ＭＯ、磁気ディスクに対応したディスク装置など、金属層や磁性層などの導電体層を有するディスク型記録媒体に対応したディスク装置に本発明を適用してもよい。
【０１１９】
なお、図１や図４に示された実施の形態の渦電流センサでは、磁気インピーダンス効果素子１２の感磁部の素子長手方向に印加する直流のバイアス磁界として、コイル１２に流される交流電流Ｉ_ac1に重畳された直流電流Ｉ_dcによって誘起される直流磁界や、コイル１９に流された直流電流Ｉ_dcによって誘起された直流磁界を用いている。
【０１２０】
このほかに、図７（参考例）に示されるように、磁気インピーダンス効果素子１５の感磁部の素子長手方向にバイアス磁界Ｈ_Ｂが印加されるように、硬磁性材料からなるハードバイアス用磁石５０，５０を設置してもよい。
【０１２１】
なお、ディスク装置の光ヘッド３３に設けられているトラッキング補正手段と、フォーカシング補正手段は、例えば、巻線コイルの内部或いは周辺に硬磁性体が設けられ、巻線コイルに電流を流して、巻線コイルと硬磁性体の相対位置を変化させるフォーカスアクチュエータである。上述した磁気インピーダンス効果素子のハードバイアスとして、フォーカスアクチュエータに用いられている硬磁性体を用いることもできる。
【０１２２】
【実施例】
本発明の一つの実施例として、図１に示された渦電流センサ１０を形成し、渦電流センサ１０の磁気インピーダンス効果素子１５と、被検査体１１として用いたＤＶＤとの距離を変化させたときの磁気インピーダンス効果素子１５の出力電圧Ｅｍｉの変化量を調べた。
【０１２３】
コイル１２の半径ａをａ＝０．７ｍｍ、コイル巻数ＮをＮ＝１２００ターン、交流電源１３が供給する交流電流Ｉ_ac1の大きさをＩ_ac1＝２．２ｍＡ、交流電流Ｉ_ac1の周波数ｆをｆ＝４ＭＨｚとした。また、ＤＶＤの導電体層であるＡｌ層の厚さｄはｄ＝０．１５μｍであり、Ａｌ層の透磁率μをμ＝４π×１０^-7（＝μ₀）、電気抵抗率ρをρ＝２．５×１０^-6Ω・ｍとした。
【０１２４】
初期状態として、渦電流センサ１０の磁気インピーダンス効果素子１５とＤＶＤのＡｌ層までの基準距離を１．６５ｍｍとした。ＤＶＤでは保護層の厚さが０．６ｍｍであるので、磁気インピーダンス効果素子からＡｌ層までの距離が１．６５ｍｍであるとき、磁気インピーダンス効果素子とＤＶＤの保護層表面までの距離は１．０５ｍｍである。
【０１２５】
磁気インピーダンス効果素子１５とＤＶＤのＡｌ層との距離ｘを基準距離から変化させたときの、磁気インピーダンス効果素子１５の出力電圧Ｅｍｉの変化を調べた。結果を図８に示す。
【０１２６】
ＤＶＤの規格では、そり角で±０．４°の許容範囲が与えられる。ＤＶＤの半径は６０ｍｍなので、ＤＶＤをターンテーブルに設置したとき、ＤＶＤの中心と最外周の高さ位置の差は、最大で約６０×ｔａｎ０．４°＝０．４（ｍｍ）である。従って、渦電流センサをＤＶＤの傾きを検出するために用いるときには、基準距離から±０．４ｍｍの範囲の距離の変化を検出できればよいと考えられる。
【０１２７】
図８から、磁気インピーダンス効果素子１５とＤＶＤのＡｌ層との距離が、基準距離１．６５ｍｍから±０．４ｍｍの範囲では、磁気インピーダンス効果素子の出力電圧の変化量が求められると、磁気インピーダンス効果素子１５とＤＶＤのＡｌ層との距離の値が一義的に求められる。すなわち、本発明の渦電流センサを用いて、ＤＶＤなどのディスク型記録媒体の記録時、又は再生時にディスク型記録媒体の傾きを検出するディスク装置を構成することができることがわかる。
【０１２８】
実際のディスク装置において、磁気インピーダンス効果素子とＤＶＤのＡｌ層との距離の値を求めるときには、図８のグラフに示されたような、磁気インピーダンス効果素子とＤＶＤのＡｌ層との距離と磁気インピーダンス効果素子の出力電圧の変化量との関係をテーブル化したものを用いてもよいし、磁気インピーダンス効果素子の出力電圧の変化量から反磁界の大きさを求め、前述した（数５）または（数６）を用いて求める距離を算出するなどの方法がある。
【０１２９】
図９は渦電流センサを用いたディスク装置に搭載される第１の光ピックアップ装置の実施の形態を示す斜視図、図１０は図９に示す第１の光ピックアップ装置の平面図、図１１は第１の光ピックアップ装置の動作を示しており、図９の矢視ＡＡ方向の正面図、図１２は第２の光ピックアップ装置の実施の形態を示す斜視図であり、図５のディスク装置をより具体的に示すものである。図１３は第２の光ピックアップ装置の動作を示しており、図１２の矢視ＢＢ方向の断面図である。
【０１３０】
図９ないし図１１に示す第１の光ピックアップ装置６０では、前記キャリッジ３２に設けられた支持ベース６１上に前記光ヘッド３３が設けられている。前記支持ベース６１は、前記キャリッジ３２とともにターンテーブル４０に載置された光ディスクＤの半径方向（図９ではＸ１−Ｘ２方向）に自在に移動できるように支持されている。なお、図９においては図示Ｚ１方向に光ディスクＤの記録面が位置する関係となっている。
【０１３１】
前記支持ベース６１上には、固定部側となる基台６２が固設されている。前記基台６２には、図示Ｙ１−Ｙ２方向に平行に延びる４本の弾性支持部材６３，６３，６３，６３が片持ちはり状態で固定されており、その先端にはレンズ６４を有する光学支持体６５が設けられている。すなわち、前記各弾性支持部材６３は、主として図示Ｘ方向（ディスクの半径方向）及びＺ方向（フォーカシング方向）に弾性変形可能であり、光学支持体６５は各弾性支持部材６３によって弾性的に支持されている。よって、光学支持体６５は、ディスクの半径方向及びフォーカシング方向に可動することが可能である。
【０１３２】
前記基台６２と光学支持体６５との間には、２つのボビン６６，６７が図示Ｘ方向に並設されている。ボビン６６，６７の周囲（図示Ｚ軸回り）には、被覆銅線を所定の巻数にて巻回したフォーカス用の駆動コイル６８，６９が形成されている。またボビン６６，６７の図示Ｙ２側の側面には、所定の巻数で巻回されたトラッキング用の駆動コイル７０，７１が固設されている。なお、前記ボビン６６，６７は、支持ベース６１に固設されており固定部側を成している。
【０１３３】
前記光学支持体６５の図示Ｙ１側の面には、ヨーク部材７２，７３が固設されている。したがって、光学支持体６５は、前記ヨーク部材７２，７３とともに図示Ｘ方向およびＹ方向に可動することができ、ＭＭ（movinng Magnet）方式のピックアップ装置として駆動する。
【０１３４】
前記ヨーク部材７２，７３は、例えば鉄などからなる薄板状の磁性体を折り曲げ又は接合などの手段により、４面を囲うように設けられた磁性体によって磁気回路（閉磁路）が形成されている。前記ヨーク部材７２，７３を形成する４面の磁性体うち、図示Ｚ方向に延びる一方の磁性体（図示Ｙ１側の磁性体）７２ａ，７３ａが、前記フォーカス用の駆動コイル６８，６９の内部に貫通させられており、且つその内面には永久磁石７４，７５が固設されている。
【０１３５】
前記永久磁石７４，７５の図示Ｙ２側の磁極をＮ極とすると、このＮ極と、前記前記ヨーク部材の一方の磁性体７２ａ，７３ａと対向する他方の磁性体７２ｂ，７３ｂとの間がギャップであり、このギャップを介して磁気回路（磁路）が形成されている。そして、前記Ｎ極から生じた磁束は、前記ギャップ内を通り前記他方の磁性体７２ｂ，７３ｂからその内部に入り込み、キャリッジ３２と平行に延びる上部側の磁性体および下部側の磁性体の内部を通ってヨーク部材７２，７３の前記一方の磁性体７２ａ，７３ａに達し、ここから永久磁石７４，７５のＳ極に戻るという経路をたどる。
【０１３６】
前記トラッキング用の駆動コイル７０，７１は、駆動コイル７０，７１を形成する４辺のうち、ともにＺ方向に延びる内側の一辺７０ａ，７１ａのみが前記ヨーク部材７２，７３の内部に位置し、これに対向する外側の一辺７０ｂ，７１ｂは前記ヨーク部材７２，７３の外部に位置するように配置されている。
【０１３７】
上記光ヘッド３３では、ギャップ内を通る磁束が、フォーカス用の駆動コイル６８，６９ではボビン６６，６７の図示Ｙ２側の側面の被覆導線のみを鎖交し、トラッキング用の駆動コイル７０，７１では、前記内側の一辺７０ａ，７１ａ側の被覆導線のみを鎖交するように設定されている。
【０１３８】
また前記支持ベース６１上には、上述の渦電流センサ１０ａ，１０ｂが前記レンズ６４を挟みその両側に設けられている。そして、渦電流センサ１０ａと渦電流センサ１０ｂとを結ぶ仮想線Ｌ１−Ｌ１上にレンズ６４の光軸Ｏ−Ｏが位置するように設定されている。
【０１３９】
なお、渦電流センサ１０ａ，１０ｂの近傍には、上記図１や図４に示すような磁気インピーダンス効果素子１５の感磁部の素子長手方向に直流バイアス磁界を与えるコイル１２やコイル１９などが設けられていたり、あるいは図９に示すように磁気インピーダンス効果素子１５の感磁部の素子長手方向にバイアス磁界Ｈ_Bが印加するハードバイアス用磁石５０，５０が設置されている。
【０１４０】
第１の光ピックアップ装置６０では、前記渦電流センサ１０ａ，１０ｂにより、レンズ６４と記録中、又は再生中のディスクＤとの距離（ディスクＤと光ヘッド３３との距離Ｚ_５）が測定される。
【０１４１】
各弾性支持部材６３には、光学支持体６５およびヨーク部材７２，７３の重量が作用しているため、非駆動状態においては各弾性支持部材６３の先端が図示Ｚ２方向に撓んだ状態にある。よって、予めディスクＤの傾き角度に対する渦電流センサ１０ａ，１０ｂの出力差と、フォーカス用の駆動コイル６８，６９に流す電流の差に対するレンズ６４の光軸Ｏ−Ｏの傾き角度とを調べ、初期状態としておくことが好ましい。
【０１４２】
ディスクＤに面振れが生じて傾いた場合には、前記渦電流センサ１０ａ，１０ｂからは、その傾き角度に比例した出力電圧がそれぞれ出力され、この間の差電圧を得ることができる。よって、ディスクＤの傾きは、前記初期状態からの変化量として把握することができ、フォーカス用の駆動コイル６８，６９には前記変化量に比例した電流が与えられる。
【０１４３】
これにより、磁界中のフォーカス用の駆動コイル６８，６９の被覆導線には、フレミングの左手の法則に従う力が、前記駆動電流の向きに応じて図示Ｚ１又はＺ２方向に生じる。
【０１４４】
そして、図１１に示すようにフォーカス用の駆動コイル６８，６９に異なる向きの電流を与えると、例えば一方の駆動コイル６８（ヨーク部材７２）側では、図示Ｚ１方向の力が働き、他方の駆動コイル６９（ヨーク部材７３）側では、図示Ｚ２方向の力が作用するため、光学支持体６５にその重心Ｇを中心とする偶力が作用するため、レンズ６４の光軸Ｏ−Ｏを傾かせることができる。そして、光学支持体６５のねじれは、４本の弾性支持部材６３との釣り合う位置に設定される。なお、フォーカス用の駆動コイル６８，６９に与える電流と光軸Ｏ−Ｏの傾き角度は、４本の弾性支持部材６３のねじれ剛性によって決定される。したがって、予め与える電流の大きさ及び向きとレンズ６４の光軸Ｏ−Ｏの傾き角度を測定しておき、比例係数を求めておくことが好ましい。
【０１４５】
また、ディスクＤの傾斜角度と、レンズ６４の光軸Ｏ−Ｏの傾き角度との差が０になるようなフィードバック制御を行うことが好ましい。これにより、外乱の影響を受け難くすることができる。さらには、キャリッジ３２が半径方向に移動するときの振動などに起因するレンズ６４の傾き角度のずれを補正することもできるようになる。
【０１４６】
そして、キャリッジ３２が半径方向に移動しディスクＤの傾斜角度が変化しても、これに追従してレンズ６４を傾かせてディスクＤの傾斜角度とレンズ６４の光軸Ｏ−Ｏの傾き角度との差を０とすることができる。
【０１４７】
なお、前記第１のピックアップ装置６０の実施の形態では、渦電流センサ１０ａ，１０ｂが光ヘッド３３上に搭載されているものを示したが、これに限られるものではないことは上述の通りである。すなわち、図５に示すように、渦電流センサ１０ｃ、１０ｄがそれぞれ固定支持部４１及び４２を介して図示しない機構シャーシ上に固定されており、渦電流センサ１０ｃとディスクＤとの距離Ｚ₃及び渦電流センサ１０ｄとディスクＤとの距離Ｚ₄とをそれぞれ測定するものであってもよい。
【０１４８】
図１２および図１３には、光ディスクＤの半径方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）に延びる駆動軸３４とガイドバー８０および光ヘッド３３を搭載したキャリッジ３２などから構成される第２のピックアップ装置９０が示されている。
【０１４９】
前記駆動軸３４の軸回りには螺旋状の送り溝３４ａが形成されている。またキャリッジ３２のＹ２側には、軸受穴３２ａ，３２ｂが穿設されており、前記駆動軸３４が挿通されている。前記軸受穴３２ａ，３２ｂの内面には、前記駆動軸３４の送り溝３４ａに噛み合う雄ねじ部（図示せず）が形成されている。またキャリッジ３２の他方のＹ１側には、Ｕ字形状の軸受部３２ｃ，３２ｄが形成されており、この軸受部３２ｃ，３２ｄ内に前記ガイドバー８０が入り込んでいる。すなわち、前記キャリッジ３２は、駆動軸３４とガイドバー８０に支持されており、前記駆動軸３４がスレッドモータにより回転駆動させられると、前記送り溝３４ａと雄ねじ部との間に生じる送り力により、光ディスクＤの半径方向に自在に移動することが可能とされている。なお、前記キャリッジ３２には、レンズ９２などを搭載した光ヘッド３３が設けられている。
【０１５０】
前記駆動軸３４とガイドバー８０の図示Ｘ２方向の端部は、機構シャーシ上に設けられた支持受け部材８１，８２に支持され、且つ図示しない弾性部材により図示Ｚ２方向に加圧されている。よって、駆動軸３４およびガイドバー８０は、常に支持受け部材８１，８２に圧接させられている。
【０１５１】
一方、前記駆動軸３４とガイドバー８０の図示Ｘ１方向の端部は、支持手段８３により支持されている。前記支持手段８３の図示Ｙ１−Ｙ２方向の端部の下面には、図示Ｘ１−Ｘ２に延びるＵ字溝８３ａ，８３ｂが形成されている。前記駆動軸３４とガイドバー８０の図示Ｘ１方向の端部は、前記Ｕ字溝８３ａ，８３ｂに挿通されており、且つ図示しない付勢手段によって常に図示Ｚ１方向に付勢されている。またＵ字溝８３ａ，８３ｂの両側部には、取付け穴８３ｃ，８３ｃが穿設されている。前記取付け穴８３ｃの板厚方向の中間には段差部８３ｄが設けられており、段差部８３ｄより下側（図示Ｚ２側）の取付け穴８３ｃ２が、段差部８３ｄより上側（図示Ｚ１側）の取付け穴８３ｃ１よりも細い内径寸法で形成されている。
【０１５２】
前記支持手段８３の取付け穴８３ｃには、取付けねじ８５が挿通される。取付けねじ８５の外径寸法は、前記下側の取付け穴８３ｃ２の内径寸法よりも細く形成されており、その長さ寸法は支持手段８３の板厚寸法よりも十分に長いものが使用されている。そして、取付けねじ８５の外周面と下側の取付け穴８３ｃ２の内周面との間にはわずかな隙間余裕が設けられており、前記支持手段８３は取付けねじ８５に沿って図示Ｚ１−Ｚ２方向に移動可能とされている。
【０１５３】
前記取付けねじ８５は、その先端に形成された雄ねじ部８５ｂが機構シャーシ上に形成された雌ねじ穴８９にそれぞれ螺着固定される。この際、前記取付け穴８３ｃの段差部８３ｄと取付けねじ８５のフランジ部８５ａとの間にスプリングコイル８６，８６が介挿される。よって、支持手段８３は、常に図示Ｚ２方向に付勢された状態で取り付けられている。
【０１５４】
図１２に示すように、前記支持手段８３の下面（Ｚ２側の面）には、切欠き部８３ｅが形成されており、前記切欠き部８３ｅ内には自在に回転するギヤ歯車８７が設けられている。前記ギヤ歯車８７の中心には軸が設けられており、この軸には、図示Ｚ１方向に延びる雄ねじ部８７ａが形成されている。そして、前記雄ねじ部８７ａは、前記支持手段８３の中心に穿設された軸受孔８３ｆの内部に挿通されている。前記軸受孔８３ｆの内面には、前記雄ねじ部８７ａに噛み合う雌ねじ部が形成されており、前記雄ねじ部８７ａと雌ねじ部とのねじ送り作用により、前記支持手段８３が図示Ｚ１−Ｚ２方向に昇降移動させることが可能とされている。よって、前記駆動軸３４とガイドバー８０とは、互いの平行状態を維持したまま支持受け部材８１，８２側を中心として傾斜させることが可能となっている（図１３参照）。
【０１５５】
前記ギヤ歯車８７の近傍には、昇降用の駆動モータ８８が設けられている。前記ギヤ歯車８７は、この駆動モータ８８の駆動力により正転及び逆転方向に回転させられ、これにより支持手段８３が図示Ｚ１−Ｚ２方向に昇降移動させられる。
【０１５６】
なお、第２のピックアップ装置９０における渦電流センサ１０の配置は、上記図５と同様であり、例えば機構シャーシ上に固定されていてもよいし、図１３に示すようにキャリッジ３２上に設置されてもよい。
【０１５７】
渦電流センサを用いることにより、渦電流センサとディスクＤとの距離Ｚ_３及び距離Ｚ_４、あるいは距離Ｚ_１及び距離Ｚ_２をそれぞれ測定することができる（図５参照）。そして、前記距離Ｚ_３と距離Ｚ_４の差の変化、あるいは距離Ｚ_１と距離Ｚ_２の差の変化を検出することにより、図１３に示す記録中、又は再生中のディスクＤの半径方向の傾斜角度αが検出される。さらにはディスクＤと光ヘッド３３との距離Ｚ_５（図５参照）が検出される。
【０１５８】
そして、前記駆動モータ８８に駆動電流を与え、支持手段８３を図示Ｚ１−Ｚ２方向に昇降移動させることにより、駆動軸３４とガイドバー８０の傾斜角度がディスクＤの傾斜角度αと一致するように移動させられる。これにより、第２のピックアップ装置９０に搭載されているレンズ９２の光軸Ｏ−Ｏの傾き角度をディスクＤの傾斜角度αに一致させることができる。よって、ディスクＤの記録面に光ヘッド３３のレンズ９２の焦点が合うフォーカス制御を行なうことが可能である。
【０１５９】
なお、ディスクＤの傾斜角度αとレンズ９２の光軸Ｏ−Ｏの傾き角度との差が０になるようなフィードバック制御を行うことが好ましいことは、上記第１のピックアップ装置６０の場合と同様である。
【０１６０】
【発明の効果】
以上詳細に説明した本発明の渦電流センサでは、交流電流が与えられて交流磁界を誘起し、この交流磁界によって被検査体の導電性部位に渦電流を発生させる交流磁界発生手段と、前記コイルから所定位置離れた場所に設置された磁気センサとが独立している。
【０１６１】
従って、被検査体の浅い表面を検査する場合に、渦電流の表皮深さを浅くするために交流電流の周波数を数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚ帯の高周波領域にしたときでも、コイルの浮遊容量による変位電流のため、検出精度が低下するという問題を低減することができる。
【０１６２】
また、前記磁気センサとして磁気インピーダンス効果素子を用いると、渦電流センサの小型化が非常に容易になり、また、反磁界の検出感度が良好になり、被検査体までの距離や被検査体の厚さなどを精度よく測定できる渦電流センサを形成することができる。
【０１６３】
また、本発明では、被検査体に渦電流を発生させるためのコイルと、前述の磁気インピーダンス効果素子にかける直流バイアス磁界を誘起させるためのコイルを一つのコイルで兼用することができるので、渦電流センサの小型化が可能になる。
【０１６４】
また、前記磁気インピーダンス効果素子の前記感磁部を、略長方形の軟磁性薄膜あるいは軟磁性薄帯を含むものとすることにより、渦電流センサの製造が容易になる。
【０１６５】
また、本発明のディスク装置では、前述の磁気センサを用いた渦電流センサによって、記録ヘッド、あるいは再生ヘッド、又は記録及び再生ヘッドとディスク型記録媒体との距離や記録中、又は再生中の前記ディスク型記録媒体の傾きを検出するので、装置の組付けに高い精度が要求されず、また、調整工程も、基本的に、基準となる距離を測定したときの磁気センサの出力強度を調節するだけでよくなるので製造工程を簡略化できる。
【０１６６】
また、本発明の渦電流センサは小型化が容易なので、ディスク装置内に渦電流センサを設置するときに、設置場所の制限を少なくすることができる。
【０１６７】
また、渦電流センサとディスク型記録媒体との距離を測るときに、ディスク型記録媒体の導電層に交流磁界を印加して渦電流を発生させ、反磁界を測定するという非常に単純な工程しか含まれないので、測定精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の渦電流センサの第１の実施の形態を示す斜視図、
【図２】図１の渦電流センサに用いられる磁気インピーダンス効果素子の斜視図、
【図３】磁気インピーダンス効果素子の磁気インピーダンス効果特性を示すグラフ、
【図４】参考例の渦電流センサの形態を示す側面図、
【図５】本発明のディスク装置の実施の形態を示す側面図、
【図６】本発明のディスク装置の実施の形態を示す平面図、
【図７】参考例の形態の渦電流センサを構成する磁気インピーダンス効果素子の回路図、
【図８】磁気インピーダンス効果素子とＤＶＤのＡｌ層との距離と、磁気インピーダンス効果素子の出力電圧の変化量との関係を示すグラフ、
【図９】渦電流センサを用いたディスク装置に搭載される第１の光ピックアップ装置の実施の形態を示す斜視図、
【図１０】図９に示す第１の光ピックアップ装置の平面図、
【図１１】第１の光ピックアップ装置の動作を示しており、図９の矢視ＡＡ方向の正面図、
【図１２】第２の光ピックアップ装置の実施の形態を示す斜視図、
【図１３】第２の光ピックアップ装置の動作を示しており、図１２の矢視ＢＢ方向の断面図、
【符号の説明】
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ渦電流センサ
１１被検査体
１２コイル
１３、１６交流電源
１４直流電源
１５磁気インピーダンス効果素子
３２キャリッジ
３３光ヘッド
４０ターンテーブル
６０第１の光ピックアップ装置
９０第２のピックアップ装置
Ｉｅ渦電流
Ｈｄ反磁界
Ｄディスク

Claims

交流電流Ｉ _ａｃ１が与えられて交流磁界を誘起し、この交流磁界によって、被検査体の導電性部位に渦電流を発生させるための所定の巻数にて巻回されたコイルと、前記コイルから所定位置離れた場所に設置された磁気センサとが、前記被検査体の同一面側に設置されており、
前記磁気センサは、磁気インピーダンス効果を有する軟磁性体を含む感磁部と、前記感磁部の素子長手方向の両端部に、駆動交流電流を与えるための電極部を有する磁気インピーダンス効果素子であり、
前記磁気インピーダンス効果素子の感磁部の素子長手方向に直流バイアス磁界を印加するための直流電流Ｉ _ｄｃを供給する直流電源と、前記交流電流Ｉ _ａｃ１を供給する交流電源とが一つの前記コイルに接続されて、前記コイルには、前記交流電流Ｉ _ａｃ１と、前記直流電流Ｉ _ｄｃとが重畳された電流が与えられることを特徴とする渦電流センサ。
前記コイルの巻き中心と前記磁気インピーダンス効果素子の感磁部の中心とが同一線上に位置している請求項１記載の渦電流センサ。
前記磁気インピーダンス効果素子が、前記コイル内部の巻き中心上に設置されている請求項２記載の渦電流センサ。
前記コイルに与えられる前記交流電流Ｉ _ａｃ１の周波数と、前記磁気インピーダンス効果素子に与えられる駆動交流電流の周波数が異なる請求項１ないし３のいずれかに記載の渦電流センサ。
前記磁気インピーダンス効果素子の前記感磁部は、略長方形の軟磁性薄膜あるいは軟磁性薄帯を含むものである請求項１ないし４のいずれかに記載の渦電流センサ。
導電体層を有するディスク型記録媒体の記録、あるいは再生、又は、記録及び再生を行なうディスク装置であり、前記ディスク型記録媒体を前記被検査体とする請求項１ないし５のいずれかに記載の渦電流センサが、１個又は複数個、記録ヘッド、あるいは再生ヘッド、又は、記録ヘッド及び再生ヘッドに対して所定の位置において前記ディスク型記録媒体に対向して設置され、前記ディスク型記録媒体の導電体層に発生させた前記渦電流による反磁界の大きさを前記磁気インピーダンス効果素子によって測定することにより、前記ディスク型記録媒体と前記記録ヘッド、あるいは再生ヘッド、又は、記録及び再生ヘッドとの距離を検出することを特徴とするディスク装置。
前記渦電流センサが、前記ディスク型記録媒体の半径方向、あるいは、タンジェンシャル方向、又は、前記半径方向及び前記タンジェンシャル方向に所定の距離を開けて複数個設置され、前記複数個の渦電流センサと前記ディスク型記録媒体の距離の差を測定することにより、記録中あるいは再生中の前記ディスク型記録媒体の傾きを検出する請求項６に記載のディスク装置。
前記複数個の渦電流センサの全てが、前記記録ヘッド上、あるいは再生ヘッド上、又は、記録及び再生ヘッド上、または、前記記録ヘッド、あるいは再生ヘッド、又は、記録及び再生ヘッドが搭載されたキャリッジを有するピックアップ装置上において、前記ディスク型記録媒体に対向するように固定されている請求項６または７に記載のディスク装置。
前記複数個の渦電流センサの全てが、前記記録ヘッド、あるいは再生ヘッド、又は、記録及び再生ヘッドが搭載されたキャリッジを有するピックアップ装置と接触しない場所において、前記ディスク型記録媒体に対向するように固定されている請求項６または７に記載のディスク装置。